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Os esteróides produzidos no mundo podem ser agrupados convenientemente do seguinte modo: andrógenos (hormônios sexuais masculinos), estrógenos e progesteronas (hormônios sexuais femininos) e corticosteróides. Drogas esteroidais possuem uma vasta gama de aplicações e são usadas como anti-inflamatórios e agentes anticancerígenos, tratamento de desordens por deficiência hormonal, como contraceptivos orais e agentes anabólicos. A indústria de hormônios esteroidais empregou no passado substâncias de origem animal como o colesterol e os ácidos biliares, como material de partida para a síntese de hormônios sexuais (esterona, progesterona, testoterona, etc.) e adrenocorticais (cortisona, aldosterona, etc.). A premente busca por fontes alternativas de matéria-prima para a síntese de hormônios esteroidais resultou, no final da década de 40, no desenvolvimento das sapogeninas esteroidais de plantas com possibilidades inusitadas.  As sapogeninas esteroidais são de considerável importância econômica como precursoras de muitos esteróides farmacologicamente ativos, inclusive anticoncepcionais de via oral, de corticosteróides e de hormônios sexuais. A sapogenina de maior importância econômica é a diosgenina, cuja extração comercial é feita quase sempre que inteiramente das espécies dioscóreas . Entretanto, a indústria baseia-se na coleta de plantas, que estão se tornando raras em algumas áreas e a cada dia se torna mais difícil e mais dispendioso explorar as fontes selvagens inexploradas anteriormente.  Outra sapogenina esteroidal obtida comercialmente é a hecogenina, a qual é extraída do suco do sisal, o produto descartado durante o processo de desfibramento das folhas da agave sisalana Perrine. Devido ao grupo ceto no C-12, a hecogenina não é apropriada para a manufatura de anticoncepcionais de uso oral, mas é o ideal para a síntese de corticosteróides. O consumo mundial de esteróides assume na época atual grandes proporções. O movimento mundial de venda de hormônios sexuais, drogas antiinflamatórias, anovulatórios e outros medicamentos de natureza esteroidal é da ordem de bilhões de dólares por ano. Por volta de 1940, com o trabalho pioneiro de Marker, surgiu o primeiro processo industrial para a síntese de hormônios esteroidais, a partir da diosgenina isolada de tubérculos do gênero dioscórea (espécie de inhame), notadamente D.Composita e D.Floribunda, espécies selvagens encontradas no México. Apesar da crescente demanda por diosgenina ocorrida nos anos seguintes, um impasse começou a surgir: o extrativismo predatório da produção mexicana fez com que o país não acompanhasse o crescimento da demanda mundial de hormônios e isso concorreu para que a produção de diosgenina perdesse seu lugar de destaque na economia mexicana. Nesse sentido, a rebeldia das dioscóreas selvagens ao cultivo intensivo e as restrições do México à exportação dos tubérculos e de diosgenina pura levaram os grandes laboratórios a procurar novas fontes de matérias-primas. A Companhia Syntex, de origem mexicana, foi a primeira indústria de hormônios esteroidais. Com a redução de exploração das dioscóreas pelo México, os laboratórios começaram a partir para a busca de outras matérias-primas que pudessem oferecer esteróides, tanto a partir de processos biotecnológicos (oxidações biológicas em posições estratégicas da molécula de partida), como através do uso de outras fontes renováveis e abundantes. A Glaxo Britânica partiu para explorar a sua tecnologia química de síntese parcial de hormônios esteroidais a partir de substâncias isoladas no suco do sisal. Foi assim que se deu início à utilização de sapogeninas encontradas nas plantas, como uma matéria-prima para a fabricação de fármacos tão importantes. A sapogenina é um constituinte das saponinas, encontradas no suco de determinadas plantas, entre elas a agave sisalana. Entre as sapogeninas, a hecogenina é a mais importante para a síntese de corticóides. Ela é usada como matéria-prima na produção de homônio cortical, como cortisona, cortisol, prednisolone, prednisone, dexametasona, betametasona e outras. O aproveitamento da hecogenina a partir do sisal como alternativa de diversificação do setor agrícola brasileiro foi feita pelo professor Carl Djerassi, da Universidade de Stanford, em 1966. A partir daí, nasceu a primeira tentativa nacional de uma indústria de hormônios esteroidais. Com base nos estudos de Gerez (1981), o CNPq propiciou recursos para o projeto de instalação de uma usina-piloto para a obtenção da hecogenina. Projeto nesse sentido foi elaborado, ainda em 1966, pelo Instituto de Tecnologia Agrícola e Alimentar do Ministério da Agricultura, recebendo a numeração ITA 4/66. Os trabalhos de Marker (1940) sobre as sapogeninas existentes em plantas da família das liliáceas, amarilidáceas e discoriáceas fizeram surgir novas substâncias mais abundantes e mais adequadas para a síntese de hormônios esteroidais. A usina-piloto foi montada na fazenda Zabelê, no Rio Grande do Norte, e começou a operar em 1971. A iniciativa despertou o interesse de grupos estrangeiros ligados ao setor: a Glaxo Britânica e a Dow Química, através da subsidiária Laboratórios Lepetit, durante o período de 1971 a 1974, mantiveram contatos com vários produtores da região. No período de 1972 a 1974, a Lepetit realizou uma experiência-piloto sobre o processo de extração e purificação da hecogenina, ficando constatada posteriormente a sua viabilidade técnica. No entanto, a experiência do projeto em escala industrial não se consolidou e os grupos estrangeiros resolveram realizar pesquisas na Tanzânia. Diversos pesquisadores assinalaram a presença da hecogenina nas folhas da agave sisalana. Deve-se, entretanto, a Callow et al. (1951) a descoberta de que a hecogenina poderia ser isolada a partir do suco existente nas folhas. Os hormônios hoje consumidos são produtos de transformação de síntese parcial cuja matéria-prima é de origem vegetal ou animal. A matéria-prima que até recentemente predominava no panorama mundial era a diosgenina, ácido cólico, estigmasterol, colesterol, etc. A hecogenina ainda não ocupa um lugar relevante como matéria-prima para a síntese de esteróides, pois, como ponto de partida, apresenta o inconveniente de ter sua molécula totalmente saturada . Esta característica obriga a incluir etapas adicionais de rendimento não muito satisfatórias na cadeia de transformações químicas que levam aos hormônios. Com os trabalhos de Marker (1940) sobre as sapogeninas existentes em plantas da família das liláceas, amarilidáceas e dioscóreas, surgiram novas substâncias mais abundantes e mais adequadas para a síntese de hormônios esteroidais. Como fonte inicial para a síntese de hormônios, a hecogenina apresenta sua molécula totalmente saturada. Isso faz com que se devam incluir algumas etapas adicionais na cadeia de transformações químicas. No entanto, segundo Sharapin (1980), existe uma carbonila no carbono C12, a qual pode ser transposta para o carbono C11. A facilidade de transformação torna a hecogenina particularmente interessante para a síntese de hormônios corticóides, todos oxigenados na posição H do anel C. As transformações químicas da hecogenina compreendem: degradação da cadeia lateral da hecogenina na parte da didroxiacetona necessária; transposição do oxigênio do C 12 para o C11; geração do sistema 3-ceto-4 ene. É muito amplo o campo de aplicação dos produtos de base esteroidal. A utilização dessas drogas tem um largo espectro, desde vitaminas (vitamina-D), hormônios sexuais, progestacionais, adrenocorticais, antiinflamatórios, antibióticos, hormônios de mutação de insetos até substâncias de ação cardíaca. A equipe do Laboratório de Tecnologia Farmacêutica da UFPB, coordenada pelo professor Yang (1984), desenvolveu um processo para a produção de hecogenina a partir da fermentação anaeróbica do suco do sisal, empregando a fermentação anaeróbica desencadeada pela inoculação no suco de sisal purificado de microorganismos encontrados no rúmen, empregando como suporte uma solução alcalina. O processo estabelece o ajustamento do pH da massa, paralelamente à diluição de CO2 isento de )2 no meio de cultura para geração de uma atmosfera sem a presença de O2, prescrevendo igualmente a preservação de uma temperatura de 37° C e uma agitação no nível de 50-70 rpm durante o período da fermentação. As sapogeninas (hecogenina, tigogenina) são isoladas por recristalização, utilizando-se um solvente misto de acetato de etila e cicloexano (1:1). Até então, normalmente, quando se empregava o suco de sisal para produzir hecogenina utilizava-se o processo de hidólise ácida exercida sobre a lama do sial, esta formada pela fermentação aeróbica do suco. O uso desse processo apresenta muitos probleams para os quais ainda não haviam sido encontradas soluções satisfatórias entre os quais: 1) dificuldade de preservar a autólise no suco de sisal por longo período a velocidade constante, sob as condições reinantes atmosféricas; a contaminação provoca precipitação dos metabólitos secundários, formando lama insolúvel em água; as enzimas da autólise, existentes no suco de sial, são fortemente afetadas em suas funções pela competição e/ou inibição decorrentes da presença no suco das sintases e dos frutosil ou glicosil transferases; isuficiência de açúcares (incluindo a glucose) na atividade das b-glucosidase existentes no suco; exigência de se realizar uma hidrólise subsequente com ácido sobre a lama obtida; baixo rendimento em hecogenina; alto custo envolvido no processo de hidrólise. Objetivando dar soluções aos problemas mencionados, a quipe do professor Chang realizou estudos com o propósito de se obter hecogenina em níveis quantitativamente expressivos, aplicando-se a hidrólise bioquímica microbiana. Desta forma Harssal e Smith obtiveram hecogenina a partir de saponinas extraídas e incorporadas a um meio de agar (ph 7,2) de Czapek Dox inoculado com cepas de Alternaria Sp. ou Corynespora. Infelizmente os aeróbios exigiram muito tempo de cultivo para atingirem a máxima atividade enzimática e revelaram-se inadequados ao serem aplicados diretamente no suco de sisal. O desenvolvimento do processo proposto pelo prof. Chang, por exigir apenas a presença no meio de cultura de açúcares e saponinas de sisal, assegura que a preservação das condições anaeróbicas exigidas pelo processo é garantida pela formação de uma atmosfera à base de gás carbônico e hidrogênio resultante do metabolismo dos anaeróbios existentes no rume; Etanol e ácidos orgânicos, especialmente ácido acético poduzidos através do processo de fermentação anaeróbica, esterilizam o suco de sisal sinergicamente com suspensão salina do rume e da própria saponina do sisal por microorganismo de origem aérea O trabalho de Chang propõem um processo para produção de hecogenina a partir da fermentação anaeróbica do suco de sisal dispensando a hidrólise ácida sobre a lama residual, usalmente empregada, caracterizado pro promover a autólise anaeróbica do suco de sisal pela inoci]ulação no suco de microorganismos, preferencialmente Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens, Escherichia coli, encontrados no rume. O processo de produção de hecogenina a partir da fermentação aneróbica do suco do sisal inicia-se pela limpeza do suco bruto (contendo, inclusive, fibras), obtida por uma passagem do suco através de prensa centrífuga automática de Yang. Recomenda-se a esterilização prévia de todas as peças que entrarão em contato com a massa fluída ao longo das operações do processo, através de borrifo com solução de hipoclorito de sódio concentrado no nível de 20-30 p.p.m. Após a limpeza do suco, adicionam-se à massa fluída dois litros de suspensão salina a 0,9%, contendo 400 g. de rume(suplementada com os nutrientes cisteina, HC1 0,25 g/l de suco e Na2S. 9H20 à razão de 0,25g/l de suco), atentando-se para misturá-los uniformemente. Para se alcançar a condição anaeróbica exigida pelo processo pode-se usar qualquer microorganismo que consuma oxigênio. O Escherichia coli do rume atinge a condição anaeróbica em menos tempo que o Candida utilis IFO 4277, além de não afetar a hidrólise glicosídica, independentemente de estarem vivos ou não, face a seu crescimento limitado. A manutenção dos anaeróbios glicosídicos em alta atividade por longos períodos é importante para a obtenção de uma alta produção de etanol, ácido acético, hidrogênio, metano, sapogeninas (hecogenina e tigogenina) e levedura. Em cosequência é aconselhável cultivar anaeróbicos glicosídicos em alta concentração de sponinas. Recomendação idêntica não é válida quando do cultivo aeróbico onde o desenvolvimento de uma comunidade glicosídica em meio que apresente alta concentração de saponinas conduz a resultados adversos em virtude da alta viscosidade atingida pelo meio. Esta é uma razão para a aplicação dos glicosídios anaeróbicos à composição glicosídica. Fonte: http://www.eps.ufsc.br/teses99/oashi/cap6b.html#6.1.3 acesso em novembro de 2002 Cronologia do Desenvolvimento Científico e Tecnológico Brasileriro, 1950-200, MDIC, Brasília, 2002, páginas 159 envie seus comentários para otimistarj@gmail.com. |